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摘 要 ：虚拟实验教学系统可以弥补传统教学实验的不足.本文阐述了国内网络虚拟实验教学系统的现状,并针对我国虚拟实验教学系统存在的问题,有针对性地提出了相关建议.
关 键 词 ：虚拟实验 教学系统 现状 问题 建议
一、我国虚拟实验教学系统研究现状
1.我国虚拟实验教学系统研究起步晚发展快.随着人工智能、仿真技术、数据库技术、多媒体技术等相关技术的快速发展,虚拟实验的研究越来越受到重视.我国部分大学已陆续建立了网络虚拟实验系统.
华中科技大学远程教育“液压与气压传动”小组研发了“液压回路性能和液压元件装拆”虚拟实验.基于三维环境基础上,实现了“液压元件装拆”虚拟实验运行,学生在虚拟现实环境中,观摩各零件的结构形态特征,明确零件相互装配关系,并且可以动手进行元件的装配和拆卸.运用JA技术开发了“液压回路性能测试”虚拟实验,学生在实验界面输入不同的实验参数,观察对应的实验现象变化和实验结果曲线图变化.
2.我国虚拟实验发展极度不平衡.（1）地域不均衡.江苏、北京、浙江、广东等东部发达地区研究相对比较多；甘肃、宁夏、西藏、新疆等中西部地区研究较少.（2）人员不均衡.虚拟实验研究人员基本上来自高等学院,占总数的94%,并且是高等学校的教育技术研究者或理工科研究者；大专院校、职业技术学校、中学的研究者很少,特别是缺少一线教师的参与.
二、目前我国虚拟实验研究存在的问题
1.虚拟实验系统通用模型缺乏,造成资源浪费、技术对比、重复开发.
2.系统性研究缺乏.虚拟实验室设计开发的比较多,对应用虚拟实验进行教学的研究比较少,没有关于虚拟实验教学的教学设计和教学模式的研究,没有关于虚拟实验评价和管理方面的研究.
3.虚拟实验界面设计与导航方面存在以下问题：一是缺乏提示和帮助；二是没有统一的操作界面和规范；三是缺乏虚拟实验过程模型的设计.
4.虚拟实验开发人员大部分来自高等院教师和研究生,中学一线教师参与少.
三、我国虚拟实验教学系统研究的建议
1.开发虚拟实验系统通用模型.采用合适的工具,开发某一学科的虚拟实验系统模型,使用者和研究者根据需要在此基础上进行二次开发,节省时间,提高绩效.
2.加强系统性研究.一是要推广现有虚拟实验系统在教学中的应用.通过学生和教师的使用,才知道虚拟实验室的设计是否合理.学生和教师在使用过程中,提出需求和建议,推动虚拟实验合理的建设发展.二是加强虚拟实验教学模式和设计的研究.虚拟实验虽然不是新鲜事物,但是关于成熟的虚拟实验教学模式还没有.目前还需根据真实实验的要求和虚拟实验教学的功能和特点,以及学生的知识水平,探究虚拟实验教学的教学设计和模式.三是开展测试、管理、评价等标准和规范的研究.制定虚拟实验平台和系统的测试、管理、评价等标准和规范,为建立统一的虚拟实验教学环境提供依据和保障.实现平台和资源的高度共享,通过标准与规范的有机结合,解决分布式实验教学与现有教学系统协同工作问题,提高共性和复用性.
3.注重教学设计.虚拟实验教学是为了弥补传统教学的不足,提高学习绩效,提高学生解决实际问题的能力.研究者设计开发前进行教学设计很重要,也很必要.在教学设计中注意以下原则：一是强调对虚拟实验环境的设计；二是从学习者自身出发,强调以学习者为中心；三是重视“情景”对学习者的意义建构功能；四是重视学习者之间的交流关键作用；五是强调实验室、课堂和网络三种学习情景的有机结合；六是强调实验内容相关信息对学习者“学”的强化,加强“素质拓展”部分的设计.
4.良好的操作界面,加强人性化设计.虚拟实验系统使用者在操作过程中很难通过感官来预期操作结果,容易迷航,不知所措.我们新买的手机、电子词典、MP3等电子产品,如果在没有仔细阅读说明书的情况下,就会操作不顺利,要花一定时间去熟悉才可以顺利进行使用.没有良好直观的操作界面与导航按钮,使用者就会为熟悉操作步骤和找自己需要的相关信息而浪费时间.界面设计是软件与用户交互的最直接的层面,界面好坏决定用户对软件的第一印象,而且设计良好的界面能够引导用户自己完成相应的操作,起到向导的作用.同时界面如同人的面孔,加强人性化设计,能够吸引使用者进行操作.系统在相应的时间给出相应的提示、或意见、或激励性的话语,加强人性化设计,能够帮助学生顺利完成任务
结语
虚拟实验是信息时代的产物,是重要的数字资源.任何事物的发展都需要一个过程,现在,我国虚拟实验的研究还存在很多问题与不足,需要研究人员结合人类认知过程、教学设计理论、多媒体信息呈现方式等方面研究,形成一套系统的设计、开发、实施、管理、评价模型与方案,逐步推广辅助教学.相信,随着计算机技术、网络技术、人工智能技术、多媒体技术、神经网络以及教育学、心理学等综合发展,网络带宽速度的提高,网络虚拟实验系统的建设将取得更大的进展,远程教学将有更加美好的未来.